Overgangssterkte

Overgangssterkte is een maat voor de waarschijnlijkheid of intensiteit van een overgang tussen kwantumtoestanden die optreedt onder invloed van electromagnetische straling of een andere perturbatie. In spectroscopie wordt de overgangsterkte gebruikt om de sterkte van spectrale lijnen te kwantificeren; een grotere overgangssterkte leidt doorgaans tot een helderdere lijn.

In atomaire en moleculaire systemen komt de overgangsterkte vooral voor bij multipolairtransities zoals elektrische dipool (E1) en magnetische dipool (M1), evenals hogere orde. De gereduceerde overgangssterkte B(EL; i→f) is een matrixelement van de overgangsoperator en wordt gedefinieerd als B(EL; i→f) = (1/(2Ji+1)) |⟨Jf||T(EL)||Ji⟩|^2. De eenheden zijn e^2·fm^{2L}, en in de kernfysica worden vaak Weisskopf-eenheden gebruikt. De overgangssterkte wordt bepaald door de overlap tussen de begin- en eindtoestanden en door selectie-regels: bijvoorbeeld E1-transities vereisen pariteitsverandering en ΔJ = 0, ±1 (met uitsluiting van 0→0); M1-transities houden parity gelijk en hebben eveneens ΔJ = 0, ±1.

In kernfysica beschrijven B(EL) en B(ML) de kans op gamma-transities tussen nucleaire toestanden. Deze waarden worden experimenteel bepaald uit lifetimes en γ-intensiteiten, of berekend met nucleaire modelle zoals het shell-model; ze worden vaak gerapporteerd in e^2·fm^{2L} of Weisskopf-eenheden.

Overgangssterkte staat nauw in verbinding met andere spectroscopische grootheden, zoals de oscillatorsterkte f voor absorptie en de Einstein A-coëfficiënt A_ji voor emissie. Ze vormen samen de kern van de interpretatie van spectrale intensiteiten in zowel de basale als de toegepaste spectroscopie.